碳化木质素/丝素蛋白TENG膜

自供电柔性传感

一种将生物质废料转化为梯度不对称结构的摩擦电材料，兼顾力学强度与生物相容性，适用于可穿戴自供电传感器。

王捷 · 王磊 · 江军刚 · 张一帆

Bioresource Technology 2026

具体参数

抗拉强度

{'zh': '23.38', 'en': '23.38'} MPa

工作循环次数

{'zh': '1000', 'en': '1000'}

技术优势

一举两得的单步成型

碳化木质素在浇铸过程中因重力自发沉降，同时作为成核剂诱导丝素蛋白β-折叠，无需额外步骤即获得导电底层与摩擦电顶层。

力学强度大幅提升

碳化木质素作为成核剂促进β-折叠结晶，使复合膜抗拉强度达到23.38 MPa，满足柔性器件使用要求。

稳定输出超过千次循环

所制备的TENG在不同频率和压力下输出稳定，可承受1000次以上工作循环，具备长期使用潜力。

已证体外生物相容

该膜体外生物相容性得到证实，为可穿戴与植入场景提供了安全基础。

应用场景

• 可穿戴自供电传感：利用生物来源柔性膜构建可穿戴传感器，实现运动信号的自供电采集。
• 运动监测：通过TENG的实时电压输出监测关节运动，无需外部电源。
• 柔性人机界面：利用压力-电压单调响应实现自供电手写识别，作为柔性人机交互接口。
• 摩擦纳米发电机：该复合膜可直接作为TENG的摩擦电层，与PTFE配对输出电能。